2013 AMC 12A 第 21 题

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21.

考虑 A=log⁡(2013+log⁡(2012+log⁡(2011+log⁡(⋯+log⁡(3+log⁡2)⋯))))。 \begin{gathered} A = \\ \tiny \log(2013 + \log(2012 + \log(2011 + \log(\cdots + \log(3 + \log 2)\cdots)))) \end{gathered}\text{。}

以下哪个区间包含 AA?

Consider A=log⁡(2013+log⁡(2012+log⁡(2011+log⁡(⋯+log⁡(3+log⁡2)⋯)))). \begin{gathered} A = \\ \tiny \log(2013 + \log(2012 + \log(2011 + \log(\cdots + \log(3 + \log 2)\cdots)))). \end{gathered}

Which of the following intervals contains A?A?

(log⁡2016,log⁡2017)(\log 2016, \log 2017)

(log⁡2017,log⁡2018)(\log 2017, \log 2018)

(log⁡2018,log⁡2019)(\log 2018, \log 2019)

(log⁡2019,log⁡2020)(\log 2019, \log 2020)

(log⁡2020,log⁡2021)(\log 2020, \log 2021)

答案:A
知识点:对数极限情形界定数学归纳法
难度评级:2210
小提示:

跟踪嵌套值所在范围:较小 nn 时有 0<An<10 \lt A_n \lt 1,之后有 1<An<21 \lt A_n \lt 2,等等

Track where the nested value sits: 0<An<10 \lt A_n \lt 1 for small n,n, then 1<An<2,1 \lt A_n \lt 2, etc.

大提示:

当 n=2012n = 2012 时,该值满足 3<A2012<43 \lt A_{2012} \lt 4,再估计 2013+A20122013 + A_{2012}。

For n=2012n = 2012 the value satisfies 3<A2012<4,3 \lt A_{2012} \lt 4, so estimate 2013+A20122013 + A_{2012}

解答:

设 An=log⁡(n+log⁡((n−1)+⋯+log⁡(3+log⁡2)⋯))\tiny A_n = \log(n + \log((n-1) + \cdots + \log(3 + \log 2)\cdots))。可以检查 2≤n≤92 \le n \le 9 时 0<An<10 \lt A_n \lt 1,10≤n≤9810 \le n \le 98 时 1<An<21 \lt A_n \lt 2,99≤n≤99799 \le n \le 997 时 2<An<32 \lt A_n \lt 3,且 998≤n≤9996998 \le n \le 9996 时 3<An<43 \lt A_n \lt 4。

因此 3<A2012<43 \lt A_{2012} \lt 4,所以 2016<2013+A2012<20172016 \lt 2013 + A_{2012} \lt 2017,从而 log⁡2016<A<log⁡2017\log 2016 \lt A \lt \log 2017。

因此,正确答案是 A。

Let An=log⁡(n+log⁡((n−1)+⋯+log⁡(3+log⁡2)⋯)).\tiny A_n = \log(n + \log((n-1) + \cdots + \log(3 + \log 2)\cdots)). One checks 0<An<10 \lt A_n \lt 1 for 2≤n≤9,2 \le n \le 9, then 1<An<21 \lt A_n \lt 2 for 10≤n≤98,10 \le n \le 98, then 2<An<32 \lt A_n \lt 3 for 99≤n≤997,99 \le n \le 997, and 3<An<43 \lt A_n \lt 4 for 998≤n≤9996.998 \le n \le 9996.

Hence 3<A2012<4,3 \lt A_{2012} \lt 4, so 2016<2013+A2012<20172016 \lt 2013 + A_{2012} \lt 2017 and therefore log⁡2016<A<log⁡2017.\log 2016 \lt A \lt \log 2017.

Thus, the correct answer is A.

第 20 题#20
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